铜∑9〈110〉{221}对称倾斜晶界在纯剪切应力作用下结构转变行为的原子尺度模拟研究

采用原子尺度计算模拟方法并结合嵌入原子型原子间相互作用势，对含∑9〈110〉{221）对称倾斜晶界的铜双晶体在纯剪切载荷作用下的形变行为进行了研究．能量最小化弛豫分析表明，该晶界存在两个能量局部极小的优化结构，其能量低者为稳态结构，另一能量稍高者为亚稳态结构．对双晶体在室温下的剪切过程进行分子动力学模拟发现，在不同取向的剪切载荷作用下，该晶界的结构转变模式有如下三种方式：（1）纯粹的晶界滑移；（2）晶界局部原子重排同时伴随晶界位错发射；（3）晶界滑移与晶界迁移相结合的耦合运动．结构演化分析显示，纯粹的晶界滑移不改变晶界结构，晶界位错发射会引发孪晶的产生与面心立方结构向密排六方结构转化，而晶界耦合运动则随剪切方向的不同有两种不同的方式：其一为由晶界原子集体运动而引起的结构转变过程，其二为由晶界局部原子重排过程引起的结构转变，这些局部原子重排过程互不关联；其中，前者会使晶界结构在稳态与亚稳态之间转化，而后者会引起晶界小面化．分析表明，这些结构转变规律可采用晶界重位点阵理论给出较好的解释．